File size: 2,090 Bytes
88e90c6 | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 | """
dna_goruntu.py — DNA dizisini görüntüye çevirme: Kaos Oyunu Gösterimi (Chaos Game Representation, CGR)
ve frekans-CGR (FCGR). Mobil uygulamadaki JavaScript (mobil/www/dna.js) ile birebir aynıdır.
Fikir (Jeffrey, 1990): Karenin 4 köşesine A, C, G, T yerleştirilir. Ortadan başlanır; her nükleotitte
"şu anki nokta ile o harfin köşesinin tam ortasına" gidilir. Ortaya çıkan desen dizinin
k-mer (k harflik alt dizi) içeriğini tek bir resimde özetler: bir "genomik parmak izi".
"""
import numpy as np
KOSE = {"A": (0, 0), "C": (0, 1), "G": (1, 1), "T": (1, 0)} # (x, y): A sol-alt, C sol-üst, G sağ-üst, T sağ-alt
SINIFLAR = ["G-proteine bağlı reseptör", "Tirozin kinaz", "Tirozin fosfataz", "Sentetaz",
"Sentaz", "İyon kanalı", "Transkripsiyon faktörü"]
def cgr_noktalari(dizi):
"""Kaos oyunu: her nükleotit için bir nokta (x, y) ∈ [0,1]²."""
x, y, nok = 0.5, 0.5, []
for h in dizi.upper():
if h not in KOSE:
continue
kx, ky = KOSE[h]
x, y = (x + kx) / 2, (y + ky) / 2
nok.append((x, y))
return np.array(nok)
def fcgr(dizi, k=6):
"""Frekans-CGR: 2^k x 2^k ızgarada her k-mer'in sayısı. Satır 0 = üst (C/G tarafı)."""
n = 2 ** k
m = np.zeros((n, n), dtype=np.float32)
s = dizi.upper()
son_gecersiz = -1
for i, h in enumerate(s):
if h not in KOSE:
son_gecersiz = i
if i - son_gecersiz < k:
continue
px = py = 0
for j in range(k): # en son harf en anlamlı bit
kx, ky = KOSE[s[i - k + 1 + j]]
px |= kx << j; py |= ky << j
m[n - 1 - py, px] += 1
return m
def fcgr_normalize(m):
"""Modele girecek 0-1 görüntü: log(1+sayı) / log(1+en büyük sayı)."""
mx = m.max()
return (np.log1p(m) / np.log1p(mx)).astype(np.float32) if mx > 0 else m
def kmer_vektor(dizi, k=4):
"""Klasik makine öğrenmesi için k-mer frekans vektörü (4^k boyutlu)."""
v = fcgr(dizi, k).ravel()
return v / max(v.sum(), 1)
|